海洋工程結(jié)構(gòu)焊縫手動超聲波檢驗掃查面的選擇分析

趙忠祥 王猛

摘 要

本文對海洋工程中常見的結(jié)構(gòu)焊縫超聲波檢驗掃查面的選擇進行了具體的分析研究，通過對國內(nèi)外不同標準要求進行對比，總結(jié)歸納出掃查面的選擇特點。根據(jù)超聲波檢驗的特點指出掃查面選擇的主要影響因素，從而獲得最佳的掃查面設(shè)定，更有利于檢出目標缺陷，提高檢驗效率。

關(guān)鍵詞

超聲波檢驗;掃查面;分析研究

中圖分類號： TG441.7? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.017

Abstract

This paper makes a specific analysis and study on the selection of ultrasonic examination scanface for structural welds in offshore engineering， and summarizes the selection characteristics of scanning face by comparing the requirements of different standards.According to the characteristics of ultrasonic examination，the main factors scan surface selection are pointed out，so as to obtain the best face，which is more beneficial to detect the target defects and improve the inspection efficiency.

Key Words

Ulatrasonic examination;Face;Analysis

海洋工程中，全熔透結(jié)構(gòu)焊縫常采用手動超聲波檢驗查驗焊縫質(zhì)量，超聲波檢驗檢測面的選擇，對超聲檢驗的結(jié)果有著非常關(guān)鍵的影響，檢測面的合理選擇不僅影響檢驗結(jié)果，同時也會對超聲檢驗工作效率有一定影響。

1 掃查面的情況介紹

超聲波探頭通過與工件表面接觸，在耦合劑的參與下實現(xiàn)聲波的傳輸。根據(jù)AWS D1.1/D1.1M標準超聲檢驗掃查面內(nèi)容要求如下：

從以上三圖可以得出檢測面與檢測方向的規(guī)定。

基于以上規(guī)定，手動超聲波焊縫掃查情況有五種：單面單側(cè)掃查，單面雙側(cè)掃查，雙面單側(cè)，雙面雙側(cè)和三面掃查。

1.1 單面單側(cè)掃查

此種情況用于TKY管節(jié)點手動超聲波掃查，如圖示：

1.2 單面雙側(cè)掃查

適用于對接接頭形式焊縫，壁厚較薄或者背面探傷條件不允許。

1.3 雙面單側(cè)掃查

適用于T型接頭焊縫，背側(cè)無法探測的情況。

1.4 雙面雙側(cè)掃查

適用于雙面都可以進行掃查的對接接頭焊縫。

1.5 三面掃查

適用于T型接頭焊縫，背側(cè)無法探測的情況。

2 標準要求分析研究

將一個探頭放到工件上，其所產(chǎn)生的聲束范圍是它可以檢測到的部分。掃查就是移動探頭使聲束覆蓋到工件上需檢測的所有體積的過程。因此，掃查的方式，包括探頭移動方式、掃查速度、掃查間距等就是為保證掃查的完整覆蓋而做出的具體規(guī)定。

探頭的選用，掃查面的選擇的最終目的都是更好的發(fā)現(xiàn)焊縫節(jié)點內(nèi)的缺陷。選用標準的不同，焊縫自身情況的不同，掃查面的要求都不盡相同，以下舉例說明

2.1 標準AWS D1.1/1.1M（平板對接接頭）（見表1）

2.2 標準NB/T47013-2015（平板對接接頭）

平板對接接頭超聲波檢測的具體要求見圖9和表2。

在NB/47013標準中規(guī)定超聲檢測技術(shù)等級分為A、B、C級，承壓設(shè)備焊接接頭的制造、安裝時的超聲檢測，一般應(yīng)采用B級超聲波檢測技術(shù)等級進行檢測。B級檢驗要求焊接接頭一般應(yīng)進行橫向缺陷檢測，對于表中要求進行雙面雙側(cè)檢測的焊接接頭，如受幾何條件限制或由于堆焊層的存在而選擇單面雙側(cè)檢驗時，還應(yīng)補充斜探頭作近表面缺陷檢測。

結(jié)合以上兩個標準可以得出，材料厚度t≤40mm，材料可視為薄板，超聲掃查面選擇可以是單面雙側(cè)，選用一次波配合多個角度斜探頭或者一個跨距和單探頭組合掃查完成超聲波檢驗。材料厚度t>40mm時，超聲檢測要求更為嚴格，超聲檢驗效率也會降低很多。

3 結(jié)論

超聲波檢測中檢測面的選擇、斜探頭的選用其最終目的就是獲得工件中反射體信號最強，分辨力最好的反射回波信號。反射信號的好與壞受超聲波自身特性影響以及超聲波檢測儀與探頭（檢測系統(tǒng)）的影響。超聲波主聲束方向與反射體垂直性好反射回波信號更強，發(fā)現(xiàn)同一處缺陷聲程越短，反射回波強度更好;超聲檢測系統(tǒng)靈敏度、分辨力和信噪比指標越好識別缺陷能力越強。

超聲波檢測焊縫時，掃查面的選擇與目標缺陷的關(guān)系最大。因此超聲波檢測掃查面的選擇以發(fā)現(xiàn)目標缺陷去設(shè)定，以獲得最佳反射回波信號為主要目標。

參考文獻

[1]AWS D1.1/D1.1M-2015 ?鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范（Structural Welding Code-Steel）.

[2]NB/T 47013-2015承壓設(shè)備無損檢測.

[3]全國特種設(shè)備無損檢測人員資格考核統(tǒng)編教材-超聲波檢測（第二版）.